微量元素進(jìn)入銅是不可避免的，由于元素特性的不同，可以不固溶于銅、微量固溶、大量固溶、無限互溶，固溶度隨溫度下降而激烈降低、固相下有復(fù)雜相變等，因此對銅性能的影響千差萬別。

氫

氫在銅中的行為是人們正在研究的課題，氫與銅不形成氫化物，氫在液態(tài)和固態(tài)銅中的溶解度隨著溫度升高而增大，特別是在液態(tài)銅中有很大的溶解度，在凝固時，會在銅中形成氣孔，從而導(dǎo)致銅制品的脆性和表面起皮；

在固態(tài)銅中，氫以質(zhì)子狀態(tài)存在，氫的電子填充銅原子的S層軌道，形成質(zhì)子型固溶體，氫對銅的性能雖然影響甚微，但氫對銅及銅合金來說是有害的，含氧銅在氫氣中退火時會產(chǎn)生裂紋，即“氫病”，原因是發(fā)生Cu2O+H2 ? 2Cu+H2O反應(yīng)，產(chǎn)生的水蒸氣會造成氣孔和裂紋；

各種元素對氫在銅中的溶解度影響不一，其中Ni、Mn等元素引起溶解度增加，P、Si等元素減少氫在銅中的溶解度，可以通過減少熔煉時間，調(diào)整成分，控制爐料中氫氣含量，熔體表面采用木炭覆蓋等辦法減少銅中氫的含量。

氧

氧在銅的生產(chǎn)過程中是不可避免的，其影響也非常重要，氧很少固溶于銅，1065℃時為0.06%,600℃時為0.002%（重量比）；氧在銅中除極少易固溶外，均以Cu2O形式存在，銅的氧化物不固溶于銅，呈現(xiàn)Cu+Cu2O共晶組織，分布于晶界，共晶反應(yīng)為：L含氧0.39% 1065℃ α含氧0.01%+Cu2O,亞共晶銅中的含氧量與共晶量成正比,可在顯微鏡下與標(biāo)準(zhǔn)圖片比較來精確測定銅中的含氧量。

氧對銅及合金性能的影響是復(fù)雜的,微量氧對銅的導(dǎo)電率和機(jī)械性能影響甚微,工業(yè)銅具有很高的導(dǎo)電率,其原因是氧作為清潔劑,可以從銅中清除掉許多有害雜質(zhì)，以氧化物形式進(jìn)入爐渣，特別是能夠清除砷、銻、鉍等元素，含有少量氧的銅其導(dǎo)電率可以達(dá)到100-103%±ACS,高純銅如6N銅在深冷條件下電阻值是相當(dāng)?shù)偷摹?

電真空構(gòu)件用銅應(yīng)嚴(yán)格控制其中氧的含量，其原因是電真空器件需要在氫氣中密封，銅中氧的存在會導(dǎo)致氫病發(fā)生，引起器件高真空環(huán)境破壞，因此電真空用銅應(yīng)該是無氧銅，中國國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定無氧銅中含氧量小于20ppm，美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定為3ppm，為控制氧含量，在無氧銅生產(chǎn)中都應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)電解銅原料，在熔煉工藝中采取還原性氣氛，加強(qiáng)熔池表面覆蓋，一般使用木炭保護(hù)；

銅及銅合金熔煉時，一般均應(yīng)進(jìn)行脫氧，脫氧劑有磷、硼、鎂等，以中間合金方式加入，磷是***有效的脫氧劑，不過應(yīng)嚴(yán)格控制磷的殘留量，因其能夠強(qiáng)烈降低銅及合金的導(dǎo)電率。

磷

銅磷二元相固表明，在714℃時存在著共晶反應(yīng)：L8.4%→α1.75%+Cu3P，隨著溫度降低，磷在銅中的固溶量迅速減少，300℃時為0.6%，200℃時為0.4%；固溶于銅中的磷顯著的降低其導(dǎo)電率，含P0.014%的軟帶導(dǎo)電率為94%IACS，含P0.14%的導(dǎo)電率僅為45.2%；

磷是***有效、成本***低的脫氧劑，微量磷的存在，可以提高熔體的流動性，改善銅及合金的焊接性能、耐蝕性能、提高抗軟化程度，所以磷又是銅及合金的寶貴添加元素，含P0.015-0.04%的磷銅合金，廣泛用于生產(chǎn)建筑用水道管、制冷和空調(diào)器散熱管、艦船海水管路；

低磷銅合金板、帶材在電子和化工工業(yè)中廣泛應(yīng)用，集成電路引線框架銅帶也大量使用低磷銅合金；共晶成份的磷銅合金，是優(yōu)良的焊接材料，高磷銅合金在580-620℃之間具有超塑性，可以熱擠成φ3-φ5毫米焊絲，是焊接銅及銅合金、鋼和銅零件的重要材料。

其它金屬元素對銅的影響

鎂、鋰、鈣有限固溶于銅，錳與銅無限互溶，這四個元素都可作為銅的脫氧劑；錳可以提高銅的強(qiáng)度，低錳銅合金具有高強(qiáng)和耐蝕性能，在化學(xué)工程中有所應(yīng)用，錳銅電阻溫度系很少，是優(yōu)良的電阻合金；由于有同素異晶轉(zhuǎn)變，使銅錳合金固態(tài)下相變十分復(fù)雜，固相下具有調(diào)幅分解，變晶轉(zhuǎn)變等過程，具有減振降噪性能，是***的阻尼合材料。

以鈰為代表的稀土元素幾乎不固溶于銅，它們在銅中的作用是變質(zhì)和凈化，可以脫硫與脫氧，并能與低熔點(diǎn)雜質(zhì)形成高熔點(diǎn)化合物，消除有害作用，提高銅及合金的塑性，在上引鑄造線坯中加入稀土元素，能夠改善塑性，減少冷加工的裂紋。

文章來源：銅信寶

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